第Ⅱ类量子阱中激子的空间屏蔽效应

应用变分方法，计算了第Ⅱ类量子阱中屏蔽激子的束缚能；讨论了势阱宽度和电场对空间屏蔽效应的影响，并比较了空间依赖介电函数与介电常数对激子束缚能的影响。我们发现，随着量子阱宽度的减小，空间屏蔽对激子束缚能的影响越来越突出。但由于ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ第Ⅱ类量子阱的势阱宽度较小，电场对空间依赖的介电屏蔽效应的影响是很小的。     

球形GaAs-Ga1-xAlxAs量子点中激子束缚能的变分法计算

用无限深势阱和有限深势阱2种模型,计算了激子束缚能与球形量子点半径的关系.计算结果表明：对于无限深势阱模型,量子点中激子束缚能随着量子点的半径增加而减小;对于有限深势阱模型,当量子点半径较小时,束缚能随着量子点的半径增加而增加;当量子点半径增加到一定值时,它的束缚能达到最大值,继续增加量子点半径,束缚能反而减少.这些计算结果对深入理解半导体量子点中激子的物理本质具有一定学术意义.     

变分法研究半导体量子线中激子束缚能

本文运用变分法,推到了柱形量子线中的激子束缚能随量子线半径变化关系,同时计算了量子线中激子的波函数和变分参数。推导中分别采用了无限势阱模型和有限势阱模型进行计算。     

链间耦合对聚合物分子中激子形成的影响

从紧束缚模型出发,研究了聚合物分子中链间耦合对激子形成的影响.结果表明:光激发后耦合分子体系中形成的激子态有两种可能的分布:一种是激子在强耦合下仍主要局域在一条链中（称为链间定域激子）;另一种是激子在链间平均扩展（称为链间扩展激子）.通过计算链间耦合强度对这2种激子态的产生能和束缚能的影响,发现耦合体系中激发的电子－空穴更容易复合形成链间定域激子.另外,通过分析链间耦合强度对激子束缚能的影响,表明聚合物分子之间的耦合不利于激子形成,因此固态薄膜的光致发光效率要低于其溶液状态.     

极性晶体中界面强耦合激子的性质

采用线性组合算符和变分法研究了极性晶体中激子与IO声子强耦合、与LO声子弱耦合体系的基态能量,推导出了激子的自陷能和诱生势的表达式,并以AgCl/AgBr晶体为例进行了数值计算。结果表明,轻空穴激子的自陷能不仅与激子的坐标z有关,而且电子—空穴间距离ρ对激子自陷能的影响也十分显著;轻空穴激子和重空穴激子的诱生势不仅与电子—空穴间距离ρ有关,而且激子距离晶体界面的位置z对诱生势的影响也十分显著。     

非对称耦合双量子阱中的激子态及结合能

本文在有效质量近似下,利用变分法计算了Al_xGa_(1-x)As/Ga As/Al_xGa_(1-x)As/Ga As/Al_xGa_(1-x)As非对称耦合双量子阱系统中重/轻空穴激子态的结合能,研究了重/轻空穴激子态的结合能随右阱宽的变化关系;计算了在重/轻空穴激子态下电子与重/轻空穴沿z方向的平均距离及在垂直于z轴的平面内的平均距离,研究了它们随右阱宽的变化关系;计算了给定激子态下电子与重/轻空穴在空间各区域的分布几率,研究了空间各区域分布几率随右阱宽变化的关系.计算中考虑了电子与重/轻空穴在势阱与势垒中具有不同的有效质量,计算结果合理,令人信服.     

GaAs光电导开关激子效应的光电导特性

从GaAs光电导开关的激子效应和光激发电荷畴理论基础出发,研究了强电场触发下GaAs光电导开关激子效应的光电导特性;光激发电荷畴与激子效应的相互作用以及激子的形成、传输及离解过程形成自由电子和空穴,为激子激发光电导提供了必要的条件。影响激子效应的光电导特性的主要因素有:激子能级的吸收,束缚激子及光激发电荷畴引起的能带重整化效应,多声子跃迁,束缚激子沿位错线发生分裂和漂移。在上述因素的相互耦合作用下,使得GaAs光电导开关激子效应的光电导呈现出一定的振荡特性。     

激子理论

本文综述了我们近年来在激子理论方面的部分工作。第二节中从Frohlich激子一声子系哈密顿出发,用Haga研究极化子时提出的微扰法导出了激子的基态能量、有效质量以及内部势能;对激子的自陷条件、Wannier激子的稳定性等问题进行了分析,对于大激子和小激子两种极限情形,导出了能量和波函数的解析式;对于激子半径与屏蔽长度相近的中间情形,计算了激子的结合能,与实验值作了比较,较之他人的结果有了很大的改进。第三节中计及离子晶体的原子结构,用紧束缚法导出了Frenkel激子的自陷能和有效质量,导出了有效质量与温度的关系,计算了小激子的自陷能并与第二节所得的结果作了比较。第四节中对压电晶体,考虑声学声子与电子、空穴的作用,异出了激子的有效哈密顿,对压电激子的自陷能、有效质量以及电子空穴有效作用势作了讨论。第五节中讨论极性晶体中的表面激子,计及表面光学声子与电子—空穴的作用,导出了极性晶体中理想表面激子的有效哈密顿,对表面激子的自陷条件、电子—空穴有效作用势作了分析,并和体激子作了比较。     

论极性晶体中Wannier激子的稳定性

早期,人们以为束缚激子相对于离解为一个自由激子和一个中性杂质为稳定的,通常称这为Haynes规则,但是Lose■等的计算表明,只有电子空穴质量比在一定范围时束缚激子才是稳定的。对于自由激子,人们一直简单地把它比作类氢原子,因此认定它相对于离解为自由的电子和空穴是稳定的。其实不然,由于纵光学声子与电子的作用,使Wannier激子只有电子空穴比在一定范围时才是稳定的     

抛物阱中极化子效应对激子的影响

研究了抛物阱中极化子效应对激子的影响．利用变分法计算了重空穴激子和轻空穴激子的基态能量及其能量移动，所采用的是含有三个变分参数的无分离的试探波函数，结果发现考虑LO声子效应的重空穴激子的基态能量高于裸激子的基态能量，而考虑LO声子效应的轻空穴激子的基态能量低于裸激子的基态能量．     

介电量子阱中激子的Stark效应

在考虑像势影响的情况下，利用变分的方法计算了垂直电场下无限深介电势阱中激子的结合能，得到了像势对激子结合能的修正随阱宽、电场强度以及阱垒介电函数之比的变化曲线，我们发现：考虑像势影响对激子结合能及其Ｓｔａｒｋ效应的修正是很有意义的，而且自像势和互像势对Ｓｔａｒｋ效应的影响是相反的。     

GaN/AlxGa1-xN量子点中的激子态

在有效质量近似框架内,运用变分方法,考虑内建电场效应和量子点的三维约束效应,研究了含类氢杂质的G aN/A lxG a1-xN量子点中的激子态.结果表明:量子点中心的类氢杂质使激子的基态能降低,结合能升高,Q D系统的稳定性增强,光跃迁能减小;杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,结合能最大,系统最稳定;随着杂质从量子点的上界面沿着z轴移至下界面,激子基态能和光跃迁能增大,结合能减小.     

III族氮化物量子点中类氢施主杂质位置对束缚激子结合能的影响

在有效质量近似下,运用变分方法,考虑内建电场效应和量子点(QD)的三维约束效应的情况下,研究了类氢施主杂质在量子点中的位置对III族氮化物量子点中束缚激子结合能的影响。结果表明:当类氢施主杂质位于量子点中心时,对于InxGa1-xN/GaN量子点,量子点高度和In含量存在临界值,当参数大于临界值时,约束在QD中束缚激子的结合能升高,激子态的稳定性增强,提高了激子的离解温度,使人们能在较高的温度条件下观察到半导体量子点吸收谱中的激子峰。而类氢施主杂质总是使束缚在GaN/A lxGa1-xN量子点中激子的结合能升高,载流子被更强的约束在量子点中。说明对GaN/A lxGa1-xN量子点,杂质使人们能在更高温度下观察到量子点中的激子。类氢施主杂质位于量子点上界面时,束缚激子的结合能最大,系统最稳定;随着施主杂质下移,激子结合能减小,激子的离解温度下降。     

高磁场中的量子阱激子

本文讨论了GaAs/Ga_1-xAl_xAs量子阱中激子结合能与磁场的关系。当磁场增强时,目前理论计算结果与实验数据存在差距,本文采用新的变分波函数,计算结果与实验相符。     

用变分拟合方法计算电场下锯齿型多量子阱的激子结合能

采用一种变分拟合的简单方法计算了电场下锯齿型多量子阱的激子结合能,对计算结果给出了合理的解释     

纤锌矿GaN/AlN无限量子阱中激子能量

利用改进的LLP变分法计算了纤锌矿GaN/AlN无限量子阱中激子的基态能量和结合能,并对闪锌矿GaN/AlN量子阱和纤锌矿GaN/AlN量子阱中激子的基态能量和结合能进行了对比.结果表明:纤锌矿GaN/AlN无限量子阱材料中激子基态能量和结合能随着量子阱宽度增大而降低,当阱宽较小时急剧下降,阱宽较大时缓慢下降,最后趋近GaN体材料的三维值;考虑极化子效应时激子的基态能量和结合能明显低于裸激子的基态能量和结合能,电子-声子相互作用对激子能量的贡献较大;纤锌矿GaN/AlN量子阱中激子基态能量小于闪锌矿GaN/AlN量子阱中激子的基态能量,纤锌矿GaN/AlN量子阱中激子的结合能大于闪锌矿GaN/AlN量子阱中激子的结合能,且随着阱宽的增大,两种阱中基态能量和结合能的差距越来越小.     

量子点量子阱结构中激子的极化效应(英文)

考虑激子与体纵光学声子的相互作用,采用变分法研究了量子点量子阱结构中澈子的极化效应.以CdS/HgS量子点量子阱结构为例进行数值计算,得到了激子的基态能量和束缚能.研究结果表明,声子对澈子束缚能的贡献随着阱宽的增加而增加,极化子效应不能忽略.激子的基态能量和束缚能明显依赖于量子点量子阱结构的核半径和壳层厚度,量子点量子阱结构的尺寸对激子-声子相互作用有重要的影响.     

闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中激子态及带间光跃迁

基于有效质量近似,运用变分方法研究闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中的激子态及带间光跃迁随闪锌矿GaN/AlGaN量子阱结构参数的变化关系,考虑电子与空穴在其量子阱中的有限势效应.数值计算结果显示出当量子阱的尺寸增加时,基态激子结合能和带间光跃迁能降低,而当闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中垒层材料AlGaN中Al含量增加时,基态激子结合能和带间光跃迁能增加.     

多量子阱自电光效应器件及其负阻特性

研究了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱结构的电场光调制特性,测量了光反射谱、光电流谱和光电流电压特性。结果表明,在Ｉ－Ｖ特性中存在光电流负微分电阻区,由这种多量子阱材料制备的自电光效应器件（ＳＥＥＤ）观察到明显的量子限制Ｓｔａｒｋ效应。